Polyolefiinimateriaalit, jotka tunnetaan erinomaisista sähköisistä ominaisuuksistaan, prosessoitavuudestaan ja ympäristöystävällisyydestään, ovat tulleet yhdeksi eniten käytetyistä eriste- ja vaippamateriaaleista johdin- ja kaapeliteollisuudessa.
Polyolefiinit ovat suurimolekyylipainoisia polymeerejä, jotka on syntetisoitu olefiinimonomeereistä, kuten eteenistä, propeenista ja buteenista. Niitä käytetään laajasti kaapeleissa, pakkaus-, rakennus-, auto- ja lääketieteen teollisuudessa.
Kaapelien valmistuksessa polyolefiinimateriaalit tarjoavat alhaisen dielektrisen vakion, erinomaisen eristyksen ja erinomaisen kemikaalien kestävyyden, mikä varmistaa pitkäaikaisen vakauden ja turvallisuuden. Niiden halogeenittomat ja kierrätettävät ominaisuudet ovat myös linjassa vihreän ja kestävän valmistuksen nykyaikaisten trendien kanssa.
I. Luokittelu monomeerityypin mukaan
1. Polyeteeni (PE)
Polyeteeni (PE) on etyleenimonomeereistä polymeroitu termoplastinen hartsi ja yksi maailmanlaajuisesti käytetyimmistä muoveista. Tiheyden ja molekyylirakenteen perusteella se jaetaan LDPE-, HDPE-, LLDPE- ja XLPE-tyyppeihin.
(1)Matalatiheyksinen polyeteeni (LDPE)
Rakenne: Valmistettu korkeapaineisella vapaaradikaalipolymeroinnilla; sisältää useita haarautuneita ketjuja, kiteisyys 55–65 % ja tiheys 0,91–0,93 g/cm³.
Ominaisuudet: Pehmeä, läpinäkyvä ja iskunkestävä, mutta lämmönkestävyys kohtalainen (jopa noin 80 °C).
Käyttökohteet: Käytetään yleisesti tietoliikenne- ja signaalikaapeleiden vaippamateriaalina, tasapainottaen joustavuutta ja eristystä.
(2) Suurtiheyksinen polyeteeni (HDPE)
Rakenne: Polymeroituu matalassa paineessa Ziegler–Natta-katalyyteillä; haaroja on vähän tai ei lainkaan, kiteisyys on korkea (80–95 %) ja tiheys 0,94–0,96 g/cm³.
Ominaisuudet: Suuri lujuus ja jäykkyys, erinomainen kemiallinen stabiilius, mutta hieman heikentynyt kylmäkestävyys.
Käyttökohteet: Käytetään laajalti eristekerroksissa, tietoliikenneputkissa ja valokuitukaapeleiden vaipoissa, ja ne tarjoavat erinomaisen sään ja mekaanisen suojan, erityisesti ulko- tai maanalaisissa asennuksissa.
(3) Lineaarinen matalatiheyksinen polyeteeni (LLDPE)
Rakenne: Eteenistä ja α-olefiinista kopolymeroitu, lyhytketjuinen haaroittuminen; tiheys 0,915–0,925 g/cm³.
Ominaisuudet: Yhdistää joustavuuden ja lujuuden erinomaiseen lävistyskestävyyteen.
Käyttökohteet: Soveltuu pien- ja keskijännitekaapeleiden sekä ohjauskaapeleiden vaippa- ja eristemateriaaleiksi, parantaen iskun- ja taivutuskestävyyttä.
(4)Ristisilloitettu polyeteeni (XLPE)
Rakenne: Kolmiulotteinen verkosto, joka muodostuu kemiallisella tai fysikaalisella silloituksella (silaani, peroksidi tai elektronisuihku).
Ominaisuudet: Erinomainen lämmönkestävyys, mekaaninen kestävyys, sähköeristys ja säänkestävyys.
Käyttökohteet: Käytetään laajasti keski- ja suurjännitekaapeleissa, uusissa energiakaapeleissa ja autojen johtosarjoissa – valtavirran eristemateriaali nykyaikaisessa kaapelivalmistuksessa.
2. Polypropeeni (PP)
Propeenistä polymeroitu polypropeeni (PP) on polymeeripolymeeri, jonka tiheys on 0,89–0,92 g/cm³, sulamispiste 164–176 °C ja käyttölämpötila-alue –30 °C - 140 °C.
Ominaisuudet: Kevyt, korkea mekaaninen kestävyys, erinomainen kemikaalien kestävyys ja erinomainen sähköeristys.
Käyttökohteet: Käytetään pääasiassa halogeenittomana eristemateriaalina kaapeleissa. Ympäristönsuojelun painotuksen kasvaessa ristisilloitettu polypropeeni (XLPP) ja modifioitu kopolymeeri PP korvaavat yhä enemmän perinteistä polyeteeniä korkean lämpötilan ja korkeajännitteisissä kaapelijärjestelmissä, kuten rautatie-, tuulivoima- ja sähköajoneuvokaapeleissa.
3. Polybuteeni (PB)
Polybuteeniin kuuluvat poly(1-buteeni) (PB-1) ja polyisobuteeni (PIB).
Ominaisuudet: Erinomainen lämmönkestävyys, kemiallinen stabiilius ja virumiskestävyys.
Käyttökohteet: PB-1:tä käytetään putkissa, kalvoissa ja pakkauksissa, kun taas PIB:tä käytetään laajalti kaapelien valmistuksessa vettähylkivänä geelinä, tiivisteenä ja täyteaineena sen kaasun läpäisemättömyys- ja kemiallisen inerttiyden vuoksi – sitä käytetään yleisesti valokuitukaapeleissa tiivistämiseen ja kosteussuojaukseen.
II. Muut yleiset polyolefiinimateriaalit
(1) Etyleeni-vinyyliasetaattikopolymeeri (EVA)
EVA yhdistää etyleenin ja vinyyliasetaatin, mikä on sekä joustavaa että kylmänkestävää (säilyttää joustavuuden –50 °C:ssa).
Ominaisuudet: Pehmeä, iskunkestävä, myrkytön ja ikääntymiskestävä.
Käyttökohteet: Kaapeleissa EVA:a käytetään usein joustavuutta muokkaavana aineena tai kantajahartsina LSZH-formulaatioissa (Low Smoke Zero Halogen), mikä parantaa ympäristöystävällisten eristys- ja vaippamateriaalien prosessointivakautta ja joustavuutta.
(2) Erittäin korkeamolekyylipainoinen polyeteeni (UHMWPE)
Yli 1,5 miljoonan molekyylipainon ansiosta UHMWPE on huippuluokan tekninen muovi.
Ominaisuudet: Muovien joukossa paras kulutuskestävyys, iskunkestävyys viisinkertainen ABS-muoviin verrattuna, erinomainen kemikaalienkestävyys ja alhainen kosteuden imeytyminen.
Käyttökohteet: Käytetään optisissa kaapeleissa ja erikoiskaapeleissa vetolujuuselementtien kulutusta kestävänä vaippana tai pinnoitteena, parantaen kestävyyttä mekaanisia vaurioita ja hankausta vastaan.
III. Johtopäätös
Polyolefiinimateriaalit ovat halogeenittomia, vähäsavuisia ja myrkyttömiä palaessaan. Ne tarjoavat erinomaisen sähköisen, mekaanisen ja prosessointikestävyyden, ja niiden suorituskykyä voidaan parantaa entisestään oksastus-, sekoitus- ja silloitustekniikoilla.
Turvallisuuden, ympäristöystävällisyyden ja luotettavan suorituskyvyn yhdistelmän ansiosta polyolefiinimateriaaleista on tullut modernin johdin- ja kaapeliteollisuuden ydinmateriaalijärjestelmä. Tulevaisuudessa, kun esimerkiksi uudet energialähteet, aurinkosähkö ja tietoliikenne kasvavat, polyolefiinisovellusten innovaatiot edistävät entisestään kaapeliteollisuuden tehokasta ja kestävää kehitystä.
Julkaisuaika: 17.10.2025